《体育馆大跨度.doc

体育馆大跨度钢筋砼拱施工工法 中铁六局集团太原铁路建设有限公司 裴健 宋翻身 李应龙 王俊龙 王笑敏 1.前言 随着我国建筑业的发展,大跨度结构在工业与民用建筑设计中出现的频率越来越高,拱以其合理的受力形式在设计上经常被采用。大同大学体育馆工程主体结构设计为两道平行的钢筋混凝土拱南北向跨越体育馆上空,用以支承其屋盖。拱的中心跨度115m,拱顶高度32m。拱的两端为实体断面，中部为矩形空腔断面，截面尺寸为高2.5m，宽1.5m，空腔部分壁厚400mm。两道拱轴线距离24m,两拱之间为钢结构拱形网壳。拱底基础由桩基和箱型基础组成，每个拱脚下均设计了一个箱形基础，平面尺寸为18.5m×10.5m。该大跨度拱在国内目前同类建筑是跨度之最。由于跨度大，高度高，支撑体系设计复杂，技术含量高，施工难度大。为了更好地完成大同大学体育馆工程施工，中铁六局太原铁路建设有限公司成立了课题组，开展“体育馆大跨度钢筋混凝土拱施工技术”的研究。课题组通过多方借鉴国内外桥梁施工的经验，大胆创新，经过调研、方案论证，并与科研单位联合对拱体施工的全过程进行了应力应变监测，经实践取得了良好效果，拱结构施工达到了设计和规范要求，受到了各方好评。项目部的技术成果获得山西省新技术应用示范工程一项；获得2006年全国工程建设优秀质量管理小组二等奖一项；数篇科技论文在《施工技术》等国家级刊物上发表；其中关键技术“大跨度钢筋砼拱形结构施工技术中弧形合龙底模可调装置”获国家专利一项。经总结形成本工法。 2.工法特点 2.1 安全度高。施工前对拱的支撑体系进行专门设计和安全性验算，采用整体式底模板与稳定性较高的支撑体系共同作用，提高了拱体施工的安全性； 2.2 免预压，降低成本，提前工期； 2.3 节约用料，砼表面达到清水效果，可直接刮腻子，不抹灰。 3.适用范围 本工法适用于大跨度现浇混凝土拱结构施工。 4.工艺原理 本工法的关键技术在于：通过对拱结构划分施工段对称施工和利用合龙处底摸可调装置等措施实现“免预压”施工。 采用整体式弧形底模，通过施工方案计算得出拱底支模预拱度，对拱进行施工段划分，分段对称施工，沿拱结构法向设置施工缝。支撑体系从中间向两端进行，钢筋、模板和混凝土从两端向中间施工，底模的拆除按照由高向低，由中间向两边的顺序对称进行。拱拆模后圆顺光滑，达到清水混凝土效果。 5.施工工艺流程及操作要点 5.1 工艺流程 桩基→土方工程→承台→碾压支撑体系基础→支撑体系→拱底模板→安装合龙处底摸可调装置→第一施工段（钢筋、模板、混凝土）→第二施工段……→合龙→落架拆模。 5.2 施工工艺操作要点 5.2.1 测量工程 拱施工前应做好测量控制工作，将轴线和控制线弹在混凝土地面上，并在两拱之间做永久性水准点，用以控制拱的标高，根据现场施工条件各部位的标高控制可采用吊挂钢尺的方法进行测量，利用全站仪进行复核。拱高定位如图5.2.1所示。 图5.2.1 拱高定位图 1. 测量步骤： 1）将50mm钢尺从上往下垂直悬挂，零点向下悬挂，端头挂10kg大线坠。 2）调整钢卷尺高度，使尺寸零点略低于仪器视线，并在上部支撑架杆件上按设计标高做临时标志。 3）按照计算出的各点标高，测出各点标高后用红漆在支撑架上作出标记。作出控制底模的标高线。 4）拱施工时和卸架后会产生弹性挠度及下沉变形，各处需设置不同的预拱高度。 5.2.2 支撑体系的选择与优化 支撑体系是拱施工中需要重点研究的课题之一，在选用时除考虑其安全性、可操作性和经济性等综合因素，支撑体系还要考虑与后续工作的衔接问题，本工法按照碗扣式脚手架方案编制。 5.2.3 支撑体系施工 1. 碗扣架搭设工艺流程： 弹线、立杆定位→摆放扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→装扫地小横杆、并与立杆和扫地杆扣紧→装第一步横杆并与各立杆扣紧→安第二步横杆→加设临时斜撑杆，上端与第二步横杆扣紧(装设与柱连接杆后拆除)→安第三、第四步大横杆和小横杆→安装二层与柱拉杆→接立杆→加设剪刀撑→…→铺设脚手板，绑扎防护栏、挡脚板及安全网。 2. 施工要点： 1） 结合图纸要求拱下部地面做法支撑架基础做如下处理： 将自然地坪用8t压路机碾压密实，压实系数不小于0.96；用级配砂石（含卵石不少于30%）回填至－0.40m；拱下浇注150 mm厚C20混凝土宽度10m(以拱轴线为中心线两端各5m)。 2） 每根立杆底部设一个可调支座，横向及立面均每隔6m设一道 剪刀撑，连续设置； 3） 由于整个体系为弧形，上部需配置异形杆件，局部步距需调整为600mm。 5.2.4 模板工程 1. 拱标准段模板工程工艺流程： 支底模→（绑底筋）→（绑侧壁钢筋、安装预埋件）→支侧模→清理杂物→支顶模→（浇筑混凝土）→拆模 2. 施工预拱度：拱施工时和落架后会产生下列弹